性選択と配偶者選択

合致の選択

進化的適応度は、生物が生き残り、子孫を成功裏に生産する能力によって大きく左右されます。 このプロセスにとって重要なのは性淘汰であり、これは交配ペアの決定、つまりどの遺伝子が次世代に受け継がれるかを決定する上で大きな役割を果たします。 多くの場合、集団内での配偶者をめぐる激しい競争は、求愛と交尾に関連する形質に選択的な圧力をかけます。 これらの圧力から生じる自然淘汰は、性淘汰と呼ばれます。 性的に選択された特性には、配偶者を引き付けるためだけの装飾や色などの特性が含まれます。 これらの形質は、性的二型と呼ばれる種内のオスとメスの区別を強化するのにも役立ちます。 二型やその他の性的に選択された形質は、種の個体が潜在的な配偶者の適応度を判断し、適切な繁殖パートナーを選択するのに役立ちます。 このタイプの選択は、昆虫から人間、その他無数の種まで、ほとんどの種で発生します。

性間および性内の選択

性淘汰の2つの基本的なタイプは、インターセクシュアル(性間)と性内(性内)の淘汰です。 性間選択は、種のオスとメスの間の相互作用の結果として発生します。 一方の性別(通常は男性)は、異性を引き付けるための特性または行動パターンを発達させ、表示します。 そのような形質の例としては、鳥の羽毛、カエルの交尾の鳴き声、魚の求愛表示などがあります。 対照的に、性内淘汰は同性のメンバー間で起こります。 シカやツノカブトムシのように、オス同士の競争は一般的で、彼らは支配権を争い、能力は近くのメスと交尾します。 このような場合、性淘汰は、同性の個人間の競争を促進する形質に作用します。 たとえば、ツノカブトムシの「角」の強度とサイズ、または鹿の角のサイズ。 性間選択と性自選択の両方が、多くの種で性的に選択された形質の発達に影響を与えます。

シグナリングフィットネスと運用性比(OSR)

性的に選択された形質の表示は、潜在的な配偶者に対する個々の適応度の重要なシグナルとなり得る。 このような信号は、多くの場合、エネルギー的にコストがかかるため、個人の健康状態、遺伝学、および栄養状態を示します。 常にではありませんが、多くの場合、これらの特性は女性を引き付けるために男性によって示されます。 これは、子孫の生産と飼育への精力的な投資の違いの結果です。 雌の卵子は、雄の精子よりも数が少なく、エネルギーコストも高いため、雌は配偶者の選択をより選択的になります。 配偶者をめぐる競争のレベルは、運用性比(OSR)によって定量化できます。 OSRは、集団内の性的に成熟した男性と女性の比率に基づいており、男性が多いグループや、男性が複数の女性と交尾する集団では、男性に偏っていることがよくあります。 しかし、OSRは、各性別による親のケアへの相対的な投資、配偶者の絆のプロセス、全体的な繁殖率など、いくつかの要因によって歪められる可能性があります^1-2。

ORSはしばしばオスに偏っているため、ある種のオスは、性間および性内のより強い選択圧を経験する傾向があります。 この文脈では、自然淘汰は、これらの形質が多大なエネルギー的または適応性を犠牲にする場合でも、女性を引き付けたり、他の男性と競争したりするための形質の発達を支持してきました。 たとえば、女性を引き付ける特性は、多くの場合、カラフルまたは派手であるため、個体は捕食者に見られやすくなります。 これらの形質は、産生するために多大なエネルギーを必要とする場合があり、個人の免疫機能を低下させる可能性があります。 さらに、オスは他のオスと競争するときに自分自身を危険にさらします。 オス同士の戦い、交尾ダンス、発声、ショーは、多くの場合、肉体的に厳しいだけでなく、騒々しく、派手で気を散らし、捕食者の意識を低下させ、個人を傷つける可能性があります。 このため、自然淘汰と性淘汰はしばしば対立し、そのような形質を反対方向に引っ張っているように見えます。自然淘汰の影響により、性的に選択された形質が過度に贅沢になるのを防ぎます。 その結果、交尾するのに十分な期間生存する個体の能力を大幅に低下させる性的に関連した形質が選択されます。 この自然淘汰と性淘汰のバランスにより、集団内のほとんどの個体は、繁殖の成功と生存を最大化するために、平均的または中程度の品質の適応性と性的特性を示します。

トレードオフ:性淘汰と自然淘汰

しかし、特殊な状況下では、性的に選択された形質は生存圧力によって制約されないかもしれません。 たとえば、「バードオブパラダイス」ファミリーの鳥には、天敵がいない遠隔地を占めるさまざまな種が含まれます。 その結果、オスは、捕食のために通常は選択されるであろう贅沢な色と交配ディスプレイを開発しました。 このような「暴走選抜」は、美しく、高度に装飾された種を生み出すことができます。 残念ながら、人間の活動により、猫のような新しい捕食者の導入は、これらの絶滅危惧種の生存を脅かしています。

性淘汰を理解することは、人間を含む動物の形質、行動、配偶者の選択に対する私たちの見方に影響を与えます³。 性淘汰には視覚的な手がかり以上のものがあることが多く、多くの種は匂いや音だけに頼って配偶者を見つけます。 人間では、匂いの影響はWedekindらによる実験で実証され、遺伝的に異なる男性の匂いに対する女性の好みが示されました4。 遺伝的多様性の向上、特に免疫機能に関連するものは、子孫の適応度を高める可能性があります。 このように、また他の方法で、性淘汰は、人間やあらゆるタイプの生物が進化し、行動し、配偶者を選択し、繁殖する方法に影響を与えてきました。

参考文献:

1. Verdade、L.M.(1996年)。「脊椎動物の社会的行動に対する狩猟圧力の影響」。Rev Bras Biol 56(1):1-13。
2. Lifshitz、N.およびCCセントクレア(2016)。「色のついた装飾形質は、野生生物の汚染曝露の効果的で非侵襲的な指標になる可能性があります。」Conserv Physiol 4(1):cow028。
3. Stanyon、R.およびF. Bigoni(2014)。「性淘汰と、人間や他の霊長類の行動、形態学、神経解剖学、遺伝子の進化」。Neurosci Biobehav Rev 46P4:579-590。
4. Wedekind、C.およびS.Furi(1997)。「男性と女性の体臭の好み:彼らは特定のMHCの組み合わせを目指しているのか、それとも単にヘテロ接合性を目指しているのか?」Proc Biol Sci 264(1387):1471-1479。

ハーバート・スペンサーは、1864年にダーウィンの自然淘汰の観察を説明するために、初めて「適者生存」というフレーズを作り出しました。個体の適応度を定量化する1つの方法は、次世代に貢献できる子孫の数であり、生物はより多くの子孫を生み出すことで適応度を向上させることができ、その結果、自分自身を成功裏に繁殖することができます。生殖は適応度の重要な要素であり、有性生殖生物は遺伝子を次の世代に受け継ぐために交尾しなければならない。これは、有性生殖生物にとって、配偶者をめぐる競争がフィットネスの重要な部分になることを意味します。

この配偶者を見つけるというプレッシャーは、性淘汰として知られる現象、つまり交尾と求愛に関連する形質に作用する一種の淘汰につながります。一般的に、性淘汰は、生殖に最もエネルギーを投資しない性別に対してより強くなります。精子はエネルギー的に安価に生産できるため、男性は一般的に性淘汰の圧力の矢面に立たされます。逆に、卵子は生産して妊娠するのにエネルギー的に高価です。これは、女性が配偶者を選ぶ際により選択的であることが期待され、男性が女性を引き付けるためにかなりのリソースを投資しなければならないことを意味します。この観察は、運用性比、またはOSR(性的に成熟した男性と生殖能力のある女性の比率)に関連しています。多くの場合、OSRは生殖寿命が長いため、男性に偏っています。

オスが直面するしばしば激しい性淘汰圧力のために、多くの種類の動物はオスとメスを区別する贅沢な装飾を示します。同じ種のオスとメスが表現型的に異なるように見える場合、これを性的二型と呼びます。しかし、性淘汰は男性の装飾だけに限定されるものではありません。性淘汰には、インターセクシュアルとイントラセクシュアルの2種類があります。インターセックスセレクションでは、一方の性別、通常は男性が、異性を引き付けて交尾することを目的として、特定の特性または行動を示します。一方、性内淘汰は、同性のメンバー間で行われます。たとえば、オスのアシカは、メスの繁殖地に対して支配権を争います。ここでは、性内選択がアシカの生理機能に作用し、雌のグループをめぐって他の雄と競争するのに十分な大きさにします。しかし、鮮やかな色や大きなサイズなどの属性にはコストがかかります。捕食者への視認性の向上や、アンドロゲンの過剰産生による免疫力の低下などです。これは、自然淘汰と性淘汰がしばしば互いに対立し、形質を反対方向に引っ張ることを意味します。このため、非常に質の高いスコアまたは低いスコアを持つ人はまれです。それどころか、平均的な質の個体が人口の大部分を占めることが期待されています。

このラボでは、雌と雄が潜在的な配偶者の品質に関するさまざまな量の情報に基づいて配偶者を選択できる交配シナリオのシミュレーションを実行します。